DE102004026893B4

DE102004026893B4 - Hubkolbenpumpe, insbesondere Kraftstoffhandpumpe eines Dieselmotors

Info

Publication number: DE102004026893B4
Application number: DE200410026893
Authority: DE
Inventors: David Klemen
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2024-06-03
Also published as: DE102004026893A1

Abstract

Hubkolbenpumpe, insbesondere Kraftstoff-Handpumpe eines Dieselmotors, mit einer elastisch verformbaren, mit der Innenwand eines Hohlzylinders (1) zur Erzeugung einer Einwegeventilfunktion zusammenwirkenden, ringförmigen Dichtlippe (6) an einem Pumpenkolben (2), der den Hohlzylinder (1) in eine Pumpenansaugseite und in eine Förderseite aufteilt, wobei die Dichtlippe (6) in einer Ringkammer (11) zwischen einer der Förderseite der Hubkolbenpumpe abgewandten Ringkammerwand in der Form eines tellerförmigen Lagers (4) und einer der Förderseite zugewandten Ringkammerwand (10) gelagert ist, gekennzeichnet durch die Merkmale,
– die der Förderseite zugewandte Ringkammerwand (10) ist gegenüber dem tellerförmigen Lager (4) axial beweglich gelagert,
– die axial bewegliche, der Förderseite zugewandte Ringkammerwand (10) besteht aus einem gegenüber dem Material der Dichtlippe (6) geringfügiger elastischem Material, welches eine elastische Verformung des Randbereichs der axial beweglichen Ringkammerwand (10) während einer betriebsbedingten Offenstellung der Dichtlippe (6) zur Speicherung potentieller Energie ermöglicht, die zum Bewegen der Dichtlippe (6) in ihre Schließstellung nutzbar abgebaut wird,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenpumpe, insbesondere Kraftstoffhandpumpe eines Dieselmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Pumpe ist beispielsweise aus der DD 1506 A bekannt. Weiterhin ist in der DE 726 603 A eine Dichtmanschette für Druckkolben bekannt.
Bekannte Pumpen der gattungsgemäßen Art versagen in einem Betrieb bei sehr tiefen Temperaturen, sofern diese beispielsweise bei Dieselkraftstoff-Handpumpen unter –20°C, insbesondere bei etwa –30°C liegen. Bei diesen Betriebsbedingungen schließt die das Einwegeventil bildende, ringförmige Dichtlippe nicht ausreichend, so dass keine für den Pumpbetrieb notwendige Rückschlagventilfunktion mehr gegeben ist. Dies liegt an der bei derart tiefen Temperaturen hohen Viskosität, d. h. Zähigkeit des Dieselkraftstoffs, der eine Zurückverlagerung einer geöffneten Dichtlippe in deren Schließzustand verhindert.
Hier eine Verbesserung zu schaffen, ist das Problem, mit dem sich die Erfindung beschäftigt. Dieses Problem wird mit einer gattungsgemäßen Hubkolbenpumpe in einer Ausbildung nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Dichtlippe, die bei den bisher bekannten Ausführungen in der Form einer in Öffnungsrichtung weitgehend ungestützten Manschettenlippe vorliegt, während der Öffnungsfunktion, in der sich zwischen der äußeren Ringkante der Dichtlippe und der Innenwand des Hohlzylinders der Pumpe ein Strömungsspalt bildet, gezielt zu stützen, um hierdurch die Schließfunktion zu verbessern.
Die Schließfunktion wird insbesondere durch eine Erhöhung der beim Schließen zur Verfügung stehenden Schließkraft bewirkt. Die Funktionsstörung bei kalten Temperaturen rührt bei einem Dieselkraftstoff nämlich aus dessen in diesem Temperaturbereich hohen Viskosität, für deren Überwindung bei geöffneter Dichtlippe innerhalb der Dichtlippe selbst keine ausreichende Schließkraft für einen Förderhub der Pumpe gegeben sein kann.
Eine erhöhte Schließkraft kann bei der erfindungsgemäß gekammerten Lagerung der Dichtlippe dadurch erreicht werden, dass von den beiden, die Dichtlippe zwischen sich einschließenden Ringkammerwänden diejenige, die der Förderseite des Pumpenkolbens zugewandt ist, axial beweglich ausgebildet ist. Die axiale Beweglichkeit ist durch eine elastische Verformbarkeit der Ringkammerwand bzw. deren Anbindung an den Pumpenkolben gegeben. Hierdurch wird bei einem Öffnen des Einwegeventils potentielle Energie in der axial beweglichen Ringkammerwand aufgebaut, die zur Einnahme der Schließfunktion des Einwegeventils anschließend genutzt werden kann.
Eine erfindungsgemäß angestrebte Schließfunktionsverbesserung der Dichtlippe kann durch eine axial bewegliche Ringkammerwand auch dadurch erzielt werden, dass die Ringkammerwand in der der Förderrichtung entgegengesetzten Richtung des Pumpenkolbens an einem elastischen Lager anliegt. Dieses elastische Lager kann beispielsweise von einem zentralen Grundkörper gebildet sein, der Bestandteil der Dichtlippe ist. Ein entsprechend elastisches Polster liegt stets bei einer solchen Dichtlippe vor, die in der Form einer tellerförmigen Manschettenlippe mit einem kompakten zentralen Grundkörper in bekannter Weise ausgebildet ist. Eine solche elastische Lagerung der beweglichen Ringkammerwand bewirkt bei einem Förderhub und einer direkten Beaufschlagung der Ringkammerwand durch das druckbeaufschlagte Fluid eine die Ringkammerspaltweite verringernde Verlagerung der Ringkammerwand. Hierdurch wird zwangsläufig durch eine entsprechende Ausbildung der Ringkammer die Dichtlippe in Schließrichtung schließkraftbeaufschlagt. Bei einer solchen Lagerung der axial beweglichen Ringkammerwand ist diese lediglich auf ihrer der Förderrichtung zugekehrten Seite über ein starres Widerlager an einem Grundkörper des Pumpenkolbens, der die Kolbenstange sein kann, fixiert.
Ein besonderer Aspekt der Erfindung besteht bei sämtlichen Ausführungen darin, die radiale Länge der Dichtlippe, innerhalb der sich diese elastisch frei verformen kann, möglichst gering zu halten, um dadurch bei einer geöffneten Dichtlippe möglichst hohe Rückstellkräfte erzeugen zu können.
Ein nachstehend noch näher erläutertes, vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigt die einzige
1 einen Längsschnitt durch einen Pumpenkolben einer Hubkolbenpumpe in einem auf den Pumpenkolben begrenzten Ausschnitt.
Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Dieselkraftstoff-Handpumpe für einen Dieselmotor.
Eine solche Handpumpe umfasst einen Hohlzylinder 1 als Pumpengehäuse, einen darin gleitenden Pumpenkolben 2, der von außerhalb der Handpumpe mittels einer Kolbenstange 3 oszillierend bewegbar ist.
Der fest mit der Kolbenstange 3 verbundene Pumpenkolben 2 setzt sich zusammen aus einem tellerförmigen Lager 4 für ein Verschlusselement 5, das Schließ- und Öffnungsfunktion ausüben kann.
In dem gezeichneten Beispiel besteht dieses Verschlusselement 5 aus einer ringförmigen Dichtlippe 6, die einstückig mit einem zentralen Grundkörper ausgebildet ist und sich in dem tellerförmigen Lager 4 in insbesondere ihrer Schließfunktion abstützt. Das Verschlusselement 5 besteht einheitlich aus elastischem Material einer Art, wie es bei bisher im Stand der Technik bekannten Handpumpen üblicherweise eingesetzt wird.
Während bei dem bisher bekannten Stand der Technik ein derartiges Verschlusselement 5 lediglich im Bereich ihres Grundkörpers 7 über ein ringförmiges Befestigungselement 8 an der Kolbenstange 3 fixiert war, ist erfindungsgemäß zwischen dem Befestigungselement 8 und dem Grundkörper 7 des Verschlusselements 5 eine tellerförmige Ringscheibe 9 eingesetzt. Diese Ringscheibe 9 liegt in dem Bereich des Grundkörpers 7 des Verschlusselements 5 formschlüssig zwischen dem Befestigungselement 8 und dem Grundkörper 7. Der radial äußere Randbereich bildet die bewegliche Ringkammerwand 10 im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Durch die Form und das Material der Ringscheibe 9 kann der Randbereich, der die erfindungsgemäß axial bewegliche Ringkammerwand 10 bildet, in Pumpenlängsrichtung elastisch verformbar ausgeführt sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass bei geöffneter Dichtlippe 6 eine Verspannung der beweglichen Ringkammerwand 10 erfolgt, wodurch für die Schließfunktion der Dichtlippe 6 ein für diese Funktion nutzbarer Abbau an zuvor aufgebauter potentieller Energie zur Verfü gung steht. Hierdurch ist die Dichtlippe 6 dann auch bei einem zu fördernden Fluid mit einer hohen Viskosität, wie sie bei einem Dieselkraftstoff in einem tiefen Temperaturbereich vorliegt, noch in ausreichendem Maße schließfunktionsfähig.
Die vorgenannte, Schließfunktion ausübende potentielle Energie einer bei geöffneter Dichtlippe 6 verlagerten, beweglichen Ringkammerwand 10 kann beispielsweise auch dadurch erzeugt sein, dass die Ringkammerwand 10 mit dem elastischen Material des Grundkörpers 7 des Verschlusselements 5 fest verbunden ist. In diesem Fall entsteht die potentielle Energie durch eine Dehnung des Materials des Grundkörpers 7.
Verschlussenergie kann durch eine bei geöffneter Dichtlippe 6 verlagerte Ringkammerwand 10 allerdings auch dadurch entstehen, dass die Ringscheibe 9 insgesamt aus starrem Material besteht und sich unter dem in der Förderkammer aufbauenden Förderdruck unter elastischer Verformung des Materials des Grundkörpers 7 des Verschlusselements 5 in Richtung einer Ringkammerspaltweitenverringerung verlagert und dadurch Schließkraft auf die Dichtlippe 6 ausübt.

Claims

Hubkolbenpumpe, insbesondere Kraftstoff-Handpumpe eines Dieselmotors, mit einer elastisch verformbaren, mit der Innenwand eines Hohlzylinders (1) zur Erzeugung einer Einwegeventilfunktion zusammenwirkenden, ringförmigen Dichtlippe (6) an einem Pumpenkolben (2), der den Hohlzylinder (1) in eine Pumpenansaugseite und in eine Förderseite aufteilt, wobei die Dichtlippe (6) in einer Ringkammer (11) zwischen einer der Förderseite der Hubkolbenpumpe abgewandten Ringkammerwand in der Form eines tellerförmigen Lagers (4) und einer der Förderseite zugewandten Ringkammerwand (10) gelagert ist, gekennzeichnet durch die Merkmale, – die der Förderseite zugewandte Ringkammerwand (10) ist gegenüber dem tellerförmigen Lager (4) axial beweglich gelagert, – die axial bewegliche, der Förderseite zugewandte Ringkammerwand (10) besteht aus einem gegenüber dem Material der Dichtlippe (6) geringfügiger elastischem Material, welches eine elastische Verformung des Randbereichs der axial beweglichen Ringkammerwand (10) während einer betriebsbedingten Offenstellung der Dichtlippe (6) zur Speicherung potentieller Energie ermöglicht, die zum Bewegen der Dichtlippe (6) in ihre Schließstellung nutzbar abgebaut wird, – die axial bewegliche Ringkammerwand (10) ist bei Förderbetrieb dem von dem Pumpenkolben (2) in der Förderseite erzeugten Fluiddruck ausgesetzt.
Hubkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Ringkammerwand (10) auf ihrer der Förderseite entgegengesetzten Seite an einem elastischen Lager anliegt.
Hubkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Ringkammerwand (10) Bestandteil einer tellerförmigen Ringscheibe (9) ist.
Hubkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Lagerung der beweglichen Ringkammernwand (10) von einem Grundkörper (7) der Dichtlippe (6) bewirkt wird.
Hubkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Ringkammerwand (10) auf der Förderseite des Pumpenkolbens (2) an diesem durch ein Befestigungselement (8) gehalten ist.
Hubkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (8) lediglich an seiner von der beweglichen Ringkammerwand (10) abgewandten Seite ein starres Widerlager besitzt.
Hubkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Ringkammerwand (10) ein fester Bestandteil der Dichtlippe (6) oder des Grundkörpers (7) dieser Dichtlippe (6) ist.